1.2化学能转化为电能--电池 课时培优练 选修一 鲁科版（2019）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．某种浓差电池的装置如图所示，碱液室中加入电石渣浆液[主要成分为Ca(OH)2]，酸液室通入CO2，产生电能的同时可生产纯碱等物质。下列说法不正确的是
A．电极N为正极，发生还原反应
B．若将a、c膜的位置互换，则该电池无法持续放电
C．该电池的总反应式为2H2+O2=2H2O
D．在酸液室可以生成NaHCO3、Na2CO3
2．科学家发明了一种新型Zn－MnO2水介质可逆的二次电池，原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，正极反应为MnO2+2e—+4H+=Mn2++2H2O
B．X和Y分别为阴离子膜和阳离子膜，放电时中间室c[K2SO4(aq)]减小
C．充电后溶液pH由小到大的顺序为：正极室、中间室、负极室
D．充电时，阴极反应为：+2e—=Zn+4OH—
3．用如图所示的装置对不同浓度的硝酸铜溶液进行实验，传感器记录电压数据如表格所示。下列说法错误的是
不同浓度与电压的关系
浓硝酸铜浓度 1 1 1 1 1
稀硝酸铜浓度 1 0.5 0.25 0.125 0.062
电压 0 19 28 31 39
A．该电池的工作原理符合熵增加原理
B．该装置有电流产生，一定经历了氧化还原过程
C．若装置中间为阴离子交换膜，则装置左侧为正极
D．在该实验条件下，硝酸铜溶液的浓度差越大，产生的电压越高
4．下列关于氢氧燃料电池(如图所示)的说法不正确的是
A．通入燃料的一极为负极
B．K+、H+向电池的正极移动
C．正、负极材料活泼性不同导致电子发生定向移动
D．借助特殊装置和介质，H2与O2不接触也可发生反应
5．某新型复合材料锂-硫电池工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．电池放电时，a电极发生还原反应
B．电池充电时，b电极接电源正极
C．电池放电时，电子由锂电极经有机电解液介质流向硫电极
D．向电解液中添加Li2SO4水溶液，可增强导电性，改善性能
6．是汽车尾气中的主要污染物之一、通过传感器可监测的含量，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．电极作负极，电极作正极
B．电极上发生的是氧化反应
C．电极上发生的是还原反应
D．电极的电极反应式为
7．一种甲酸(HCOOH)燃料电池装置示意如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，从正极区移向负极区
B．放电过程中，正极区溶液pH不断减小
C．每得到lmol ，理论消耗标况下22.4L
D．负极反应的电极反应方程式为
8．下图所示原电池的总反应为Cu(s)+2Ag+(aq) Cu2+(aq)+2Ag(s)，(盐桥中含有KCl溶液)下列叙述正确的是
A．电子从银电极经导线流向铜电极
B．工作一段时间后，右烧杯中电极反应式为Cu2++2e-=Cu
C．电池工作时，K+向银电极移动
D．将AgNO3溶液更换为Fe(NO3)3溶液，电流计指针反向偏转
9．熔融碳酸盐燃料电池，是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。其电解质是熔融态碳酸盐。下图是用熔融碳酸盐作电解质，氢气和氧气形成的燃料电池；下列说法不正确的是：
A．该电池放电时，负极的反应式为：H2 - 2e-+ CO=H2O+ CO2
B．该电池中CO的为由左边移向右边移动
C．该电池放电时，正极的反应式为：O2 +2CO2+ 4e- =2CO
D．该电池放电时，当转移4mol e-时正极消耗1mol O2和2mol CO2
10．已知反应：Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)为一自发进行的氧化还原反应，将其设计成如图所示原电池。下列说法中正确的是
A．电极X是正极，其电极反应为Cu-2e-=Cu2+
B．银电极板质量逐渐减小，Y溶液中c(Ag+)增大
C．当X电极质量变化0.64g时，电解质溶液中有0.02mol电子转移
D．盐桥中的阳离子朝Ag极迁移
二、多选题
11．石家庄二中实验学校某化学兴趣小组同学查阅资料得知，常温下对于任一电池反应，其电动势，n为电池反应中转移的电子数。该小组同学设计装置(如图1)，以Zn-Cu原电池探究离子浓度的改变对电极电势的影响。小组同学测得初始时 (该反应n=2)，随放电进行，观察电池电动势的变化趋势并绘制了电池电动势变化示意图(如图2)。下列说法正确的是
A．电压表读数为零后，则说明该原电池中已经消耗完全
B．小组同学推测图2中直线与X轴的交点坐标大约为(37，0)
C．小组同学向和溶液中同时快速加入少量相同体积和浓度的溶液，发现电池电动势突然减小，则可知：
D．小组同学推测若将初始时左侧1mol/L的半电池，换为2mol/L的半电池，右侧半电池保持不变，则仍能观察到相同的电压表偏转情况，
12．下列实验装置或现象正确且能达到实验目的的是
A B C D
验证铁与硫酸铜发生氧化还原反应 形成红色喷泉 尾气处理时防倒吸 制取氨气
A．A B．B C．C D．D
13．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是
A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)+Co2+(aq)=Co(s)+Cd2+(aq)
B．反应2Ag(s)+Cd2+(aq)=Cd(s)+2Ag+(aq)能够发生
C．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子
D．乙中有1mol电子通过外电路时，正极有108gAg析出
14．科学家开发出的固体电解质可以提升锂-硫电池的放电性能(如图)。下列说法正确的是
A．a极为负极
B．该离子交换膜仅允许阴离子通过
C．a极的电极反应式为
D．当b极上消耗14gLi时，转移2mol电子
15．一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是
A．电池总反应式为：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2
B．正极反应式为：Mg－2e－＝Mg2＋
C．活性炭可以加快O2在负极上的反应速率
D．电子的移动方向由a经外电路到b
三、实验题
16．利用原电池反应可以检验某些物质间是否发生氧化还原反应，设计了如下实验，回答下面问题：
(1)某双液原电池如图所示。
①反应一段时间后，取少量甲烧杯中的溶液滴加________试剂，溶液变为红色。石墨电极上发生的电极反应为________________________________。
②乙烧杯中银电极质量增重，无红棕色气体产生，则该原电池反应的离子方程式为______________。
(2)某兴趣小组同学设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
①发生氧化反应的是烧杯________(填“甲”或“乙”，下同)，外电路的电流流向烧杯_________，盐桥中SO流向烧杯________。
②写出正极发生的电极反应__________________________________。
四、有机推断题
17．有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大，B、C、D的阳离子、A的阴离子均具有与氖原子相同的电子层结构；A、B可形成离子化合物B2A；D的最高价氧化物既能与强酸反应，又能与强碱反应；E的原子结构示意图为：；F的最外层电子数是电子层数的2倍。
试回答下列各问题：
（1）B元素为_________（填元素符号）
（2）F元素位于元素周期表中第_______周期第______族
（3）化合物B2A的电子式____________________
（4）D的最高价氧化物与B的最高价氧化物对应的水化物溶液反应的离子方程式：________
（5）将C、D用导线相连浸入B的最高价氧化物对应的水化物的溶液中，形成原电池，正极的电极反应为_______________________
五、工业流程题
18．锂一氧化铜电池是一种新型绿色电池。它的比能量高、电压高、工作温度宽，使用寿命长，适合于大电流、重负载放电应用。回答下列问题：
(1)通过如下过程制备CuO：
①写出“氧化”时生成CuSO4的离子反应方程式：_______。
②“沉铜”时，将Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中时，研究二者不同物质的量之比与产品纯度的关系(用铜元素的含量来表示产品的纯度)，结果如图所示。
已知：Cu2(OH)2CO3中铜元素的含量为57.7%，二者比值为1:0.8时，产品中可能含有的杂质是____[填“Cu(OH)2”或“CuCO3”]。
③“灼烧”时反应的化学方程式是______。
(2)锂-氧化铜电池以LiClO4有机溶液为电解质溶液，电池总反应为2Li+CuO=Li2O+Cu，其工作原理示意图如图。
①正极反应式为_______。
②每转移0.2 mol e-，理论上消耗Li的质量为_______。
六、原理综合题
19．(1)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。请回答下列问题：
①a～c段反应速率增大的原因是______。
②有关该反应的说法正确的是______(填字母)。
a.若容器内温度保持不变，可以说明反应达到了平衡状态
b.反应物浓度：a点小于b点
c.反应在c点达到平衡状态
d.△t1=△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
e.若容器内气体的平均摩尔质量保持不变，可以说明反应达到了平衡状态
(2)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池的装置如图所示。此装置既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能。请回答下列问题：
①当有4.48LNH3(标准状况)参加反应时，转移电子数为______。
②电极A极反应式为______。
③为使电池持续放电，离子交换膜最好选用______(填“阴”或“阳”)离子交换膜
20．能源是国民经济发展的重要基础，如何合理利用现有能源以及开发新能源一直是研究的重点课题。
（1）在25 ℃、101 kPa时，8g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.0 kJ。在直接以甲烷为燃料电池时，电解质溶液为酸性，负极的反应式为____________________。理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲烷所能产生的最大电能为756.5 kJ，则该燃料电池的理论效率（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）为________。
（2）将煤转化为水煤气的方法是通过化学高温方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要反应为。有关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质 C H2 CO
－393.5 －285.8 －283.0
已知：转化为放出44.0 kJ的热量。
①写出C完全燃烧的热化学方程式：___________________________________。
②相同条件下，相同体积的氢气与一氧化碳完全燃烧，放出热量较多的是________。
③写出煤转化为水煤气的主要反应的热化学方程式：______________________。
七、结构与性质
21．如图是四种常见有机物的比例模型，请回答下列问题：
(1)丁的结构简式是_____________。
(2)上述物质中，丙是种无色带有特殊气味的有毒液体，且不溶于水，密度比水小。向其中加入溴水，振荡静置后，观察到的现象是______________。
(3)写出在一定条件下，乙发生聚合反应生成高分子化合物的化学方程式________。
(4)与甲互为同系物的物质均符合通式CnH2n+2，当n=6时，该有机物有___种同分异构体，其中碳链最短的同分异构体的结构简式是________________、__________。
(5)用甲作燃料的碱性燃料电池中，电极材料为多孔情性金属电极，则负极的电极反应式为_________。
参考答案：
1．C
【分析】氢气在电极M表面失电子转化为氢离子，为电池的负极，碱液室中的氢氧根离子透过阴离子交换膜a，中和正电荷，酸液室中的氢离子透过质子交换膜，在电极N表面得到电子生成氢气，电极N为电池的正极，同时，酸液室中的氯离子透过阴离子交换膜b进入碱液室，补充负电荷，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，酸液室中的氢离子透过质子交换膜，在电极N表面得到电子生成氢气，发生还原反应，电极N为电池的正极，A正确；
B．若将a、c膜的位置互换，则负极产生的H+不能流出，正极也不可能及时得到阳离子的补充，这样导致则该电池无法持续放电，B正确；
C．由分析可知，负极电极反应为：H2-2e-=2H+，正极电极反应为： 2H++2e-= H2↑，故该电池的总反应式不为2H2+O2=2H2O，C错误；
D．由分析可知，酸液室中的氢离子透过质子交换膜，在电极N表面得到电子生成氢气，氯离子透过阴离子交换膜进入碱液室，故在酸液室留下了Na+和、，则可以生成NaHCO3、Na2CO3，D正确；
故答案为：C。
2．B
【详解】A．由图示可知，Zn为负极失去电子被氧化为，即；为正极，酸性溶液中得到电子被还原为，即，故A不选；
B．放电时，正极室消耗“4mol”生成“1mol”，根据电荷守恒正极室的由富余，穿过X膜(阴离子膜)进入中间室；负极室消耗“4mol”生成“1mol”，根据电荷守恒负极室有富余，穿过Y膜(阳离子膜)进入中间室，所以中间室增大，而不是减小，故选B；
C．充电时，阳极反应为：，氢离子浓度增大，pH较小，pH＜7，阴极反应为：，氢氧根离子浓度增大，pH增大，pH＞7，充电或放电前后中间室溶液的pH=7保持不变，故C不选；
D．由C分析可知D正确，故D不选；
答案选B
3．C
【详解】A．左右两侧硝酸铜浓度不同，常温下能自发进行，该电池的工作原理符合熵增加原理，故A正确；
B．该装置有电流产生，存在电子得失，一定发生了氧化还原反应，故B正确；
C．若装置中间为阴离子交换膜，硝酸根离子向左移动，则装置左侧为负极，故C错误；
D． 根据表格数据可知，在该实验条件下，硝酸铜溶液的浓度差越大，产生的电压越高，故D正确；
答案选C。
4．C
【详解】A．燃料电池中燃料发生氧化反应，因此通入燃料的一极为负极，A正确；
B．阳离子(K+、H+)向电池的正极移动，B正确；
C．燃料电池正负极材料可以相同，活性相同，燃料电池的本质是燃料在负极失电子，氧气在正极得电子，导致电子发生定向移动形成电流，C错误；
D．燃料电池的本质是燃料在负极失电子，氧气在正极得电子，因此借助特殊装置和介质，H2与O2不接触也可发生反应，D正确；
选C。
5．B
【分析】锂硫电池放电时反应为2Li+S=Li2S，Li失电子作负极，电极反应式为Li-e-═Li+，镶嵌的硫得电子、发生还原反应，为正极，电子从负极流向正极，内电路中Li+通过有机电解质向正极移动.
【详解】A．锂硫电池放电时反应为2Li+S=Li2S，a电极的Li失去电子，发生氧化反应，故A错误；
B．放电时，b电极做正极，则充电时，b电极接电源正极做阳极，故B正确；
C．放电时，电子由锂电极经导线流向硫电极，故C错误；
D．Li是活泼金属，可与水反应，不能换成水溶液，故D错误；
故选：B。
6．D
【分析】根据氧离子迁移过程和原电池“同性相吸”得到NiO电极为负极，Pt为正极。
【详解】A．根据前面分析电极作正极，电极作负极，故A错误；
B．电极为正极，发生的是还原反应，故B错误；
C．电极是负极，发生的是氧化反应，故C错误；
D．电极上是一氧化氮失去电子和氧离子结合生成二氧化氮，其电极反应式为，故D正确；
综上所述，答案为D。
7．D
【分析】HCOOH燃料电池中，HCOOH发生失去电子的反应生成，所在电极为负极，电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-═+H2O，正极O2得电子生成H2O，O2+4e-+4H+=2H2O（需消耗H+），从装置中分离出的物质为K2SO4，所以放电过程中需补充的物质A是H2SO4，HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应将化学能转化为电能，总反应为2HCOOH+2OH-+O2=2+2H2O，原电池工作时K+通过半透膜移向正极，据此分析解题。
【详解】A．放电时，原电池内部阳离子由负极移向正极，即从负极区移向正极区，A错误；
B．由分析可知，放电过程中，正极发生的电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，消耗H+，则正极区溶液pH不断增大，B错误；
C．根据电荷守恒可知，每得到lmol，消耗2molH+，转移2mol电子，故理论消耗标况下0.5mol×22.4L/L=11.2L，C错误；
D．由分析可知，负极反应的电极反应方程式为，D正确；
故答案为：D。
8．C
【分析】根据总反应可知，Cu失去电子发生氧化反应生成Cu2+，则Cu电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，Ag电极为正极，电极反应式为Ag++ e-=Ag。
【详解】A．由上述分析可知，Cu作负极，Ag作正极，电子由负极经过导线流向正极，即电子从铜电极经导线流向银电极，故A错误；
B．由上述分析可知，Cu电极为该原电池的负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故B错误；
C．原电池工作时阳离子移向正极，即电池工作时K+向银电极移动，故C正确；
D．将AgNO3溶液更换为Fe(NO3)3溶液，原电池的总反应为，Cu仍作负极，Ag作正极，电流计指针偏转方向不变，故D错误；
故答案选C。
9．B
【详解】A．根据原电池工作原理，H2作还原剂，负极反应式：H2－2e－＋CO=H2O＋CO2，故A正确；
B．根据原电池的工作原理，阴离子由正极移向负极，即从右边移向左边，阳离子从负极移向正极，故说B错误；
C．O2在正极上得到电子，根据燃料电池的示意图，O2＋4e－＋2CO2=2CO，故C正确；
D．O2在正极上得到电子，根据燃料电池的示意图，O2＋4e－＋2CO2=2CO，当转移4mol e-时正极消耗1mol O2和2mol CO2，故D正确；
故选B。
10．D
【分析】根据反应Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)可知，Cu失去电子，在负极发生氧化反应，所以X为铜；Ag+得到电子，在正极发生还原反应，所以Y为硝酸银溶液。
【详解】A．电极X是铜，铜失去电子，则电极X是负极，故A错误；
B．Ag+在正极得到电子变为Ag，所以Y溶液中c(Ag+)减小，银电极板质量逐渐增大，故B错误；
C．电解质溶液中没有电子转移，故C错误；
D．铜是负极，银是正极，阳离子朝正极银极迁移，故D正确；
故选D。
11．BC
【详解】A．电压表读数为0，并不能说明溶液中铜离子消耗完，当铜离子浓度很小时，电动势很小，不能够形成电流或无法测出电流，A项错误；
B．根据分析，当(该反应n=2)时，=37，故图2中直线与X轴的交点坐标大约为(37，0)，B项正确；
C．加入硫化钠 电池电动势突然减小，说明溶液的铜离子浓度减小，即形成了硫化铜沉淀，说明，C项正确；
D．若两侧都为硫酸铜和铜，不能形成原电池，不可能观察到相同的电压表偏转，D项错误。
故选BC。
12．AC
【详解】A．Fe的活泼性比C强，Fe做负极，Fe失电子生成Fe2+，正极为Cu2+得电子生成Cu，铁与硫酸铜发生氧化还原反应，A正确；
B．HCl溶于水呈酸性，酚酞遇酸溶液颜色不变红，不能形成红色喷泉，B错误；
C．氨气极易溶于水，会造成倒吸，该装置处理尾气时能起到防倒吸作用，C正确；
D．氯化铵加热分解生成氨气和HCl，在试管口遇冷发生化合反应生成氯化铵，不能制取氨气，D错误；
故选：AC。
13．BC
【详解】A．根据甲图知，Cd失电子，Co2+得电子，所以其电池反应离子方程式为：Cd(s)+Co2+(aq)=Co(s)+Cd2+(aq)，故A正确；
B．根据乙图知，Co失电子，Ag+得电子，所以氧化性强弱顺序为Ag+＞Co2+＞Cd2+，因此反应2Ag(s)+Cd2+(aq)=Cd(s)+2Ag+(aq)不能发生，故B错误；
C．原电池放电时，盐桥中的阴阳离子定向移动而构成闭合回路，且使两溶液中电荷相等，所以盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性，电子不能通过溶液传递，故C错误；
D．根据Cd(s)+2Ag+(aq)=2Ag(s)+Cd2+(aq)知，当有1mol电子通过外电路时，正极有108克Ag析出，故D正确；
故答案选BC。
14．CD
【分析】该电池a极S得到电子与Li+结合生成Li2Sx，a极是正极；b极Li失去电子生成Li+，b极是负极。
【详解】A．据分析，a极为正极，A错误；
B．该电池负极生成Li+，正极Li+与得到电子后的S生成Li2Sx，固体电解质Li6PS5Cl没有变化，则该离子交换膜允许阳离子Li+通过，B错误；
C．据分析，a极S得到电子与Li+结合生成Li2Sx，电极反应式为，C正确；
D．当b极上消耗14gLi(物质的量为2mol)时，根据电极反应式：Li-e-=Li+，则转移2mol电子，D正确；
故选CD。
15．BC
【详解】A．电池总反应式为：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2，不符合题意；
B．正极应该是氧气得电子，发生还原反应，反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，符合题意；
C．氧气在正极参与反应，符合题意；
D．外电路中，电子由负极移向正极，该反应中a为负极，b为正极，故不符合题意；
故答案为BC。
【点睛】尽管原电池外观形形色色，五花八门，但其原理是相同的，即要紧紧抓住原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应；外电路中，电子由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反这一基本规律。
16． KSCN Fe2+-e－=Fe3+ Ag+ +Fe2+=Ag+Fe3+ 乙 乙 乙 MnO+8H+ +5e－=Mn2+ +4H2O
【分析】(1)银离子的氧化性大于铁离子，则设计原电池如图，甲烧杯中亚铁离子发生失电子的氧化反应生成铁离子，利用KSCN溶液检验；乙烧杯中银离子得到电子被还原为银单质，据此分析。
(2)氧化性：(H+)KMnO4＞Fe2(SO4)3，则根据原电池的设计装置可知，b为负极，a为正极，据此结合原电池原理分析解答。
【详解】(1)①根据上述分析可知，图中装置左侧甲烧杯中亚铁离子发生失电子的氧化反应生成铁离子，为了验证铁离子的生成，可取少量甲烧杯中的溶液滴加KSCN试剂，则溶液会变为红色；则石墨电极上发生的电极反应为：Fe2+-e－=Fe3+，故答案为：KSCN；Fe2+-e－=Fe3+；
②乙烧杯中银电极质量增重，无红棕色气体产生，说明银离子发生了得电子的还原反应，硝酸根离子没有发生还原反应，故总的原电池电极反应式为：Ag+ +Fe2+=Ag+Fe3+；
(2) ①根据上述分析可知，原电池的总反应为：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，可以看出FeSO4被氧化，发生失电子的氧化反应，所以发生氧化反应的是烧杯乙；外电路的电流应从电源的正极经过导线流向负极，所以此装置中，电流应流向烧杯乙；电池工作时，SO42-向负极移动，即向乙烧杯移动，故答案为：乙；乙；乙；
②根据上述分析可知，石墨a作原电池的正极，则甲烧杯中的MnO得到电子生成Mn2+，其正极电极反应式为MnO+8H+ +5e－=Mn2+ +4H2O。
17． Na 3 ⅥA Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 2H2O-2e-=H2↑+2OH- 或2H++2e-=H2↑
【分析】A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大，D的最高价氧化物既能与强酸反应，又能与强碱反应，则D为铝元素，E的原子结构示意图为：，则x=2，所以E为硅元素，F的最外层电子数是电子层数的2倍，且原子序数大于E，所以F为硫元素，B、C、D的阳离子、A的阴离子均具有与氖原子相同的电子层结构，说明A位于第二周期，B、C位于第三周期，A、B可形成离子化合物B2A，且原子序数小于E，则A为-2价，B为+1价，所以A为氧元素，B为钠元素，C的原子序数介于B、D之间，所以C为镁元素，据此答题。
【详解】(1)由上面的分析可知，B为钠元素，元素符号为Na；
(2)F为硫元素，位于元素周期表中第3周期第ⅥA族；
(3)化合物B2A为Na2O，它的电子式为；
(4)D的最高价氧化物为Al2O3，B的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，它们的溶液反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；
(5)C为镁，D为铝，B的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，它们构成原电池时，铝与氢氧化钠发生氧化还原反应，所以铝在负极发生氧化反应，镁做正极材料，正极上水被还原，所以正极的电极反应为2H2O-2e-=H2↑+2OH-。
18． Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O Cu(OH)2 Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O CuO+2e-+2Li+=Li2O+Cu 1.4g
【分析】Cu发生氧化时，被H2O2在硫酸溶液中氧化生成CuSO4和水；往CuSO4溶液中加入Na2CO3溶液沉铜，此时Cu2+转化为Cu2(OH)2CO3；灼烧Cu2(OH)2CO3，生成CuO、H2O和CO2气体。
【详解】(1)①由分析可知，“氧化”时，Cu被H2O2在硫酸溶液中氧化生成CuSO4和水，离子反应方程式：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；
②Cu2(OH)2CO3中铜元素的含量为57.7%，Cu(OH)2中铜元素的含量为65.3%，CuCO3中铜元素的含量为51.6%，由图中可知，二者比值为1:0.8时，产品中铜元素的含量为63.8%，介于57.7%与65.3%之间，则可能含有的杂质是Cu(OH)2；
③“灼烧”时，Cu2(OH)2CO3发生分解，生成CuO、CO2、H2O，反应的化学方程式是Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O；
答案为：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；Cu(OH)2；Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O；
(2)①在正极，CuO得电子产物与Li+反应生成Cu和Li2O，反应式为CuO+2e-+2Li+=Li2O+Cu；
②从电池反应式可以得出如下关系式：Li——e-，则每转移0.2 mol e-，理论上消耗Li的质量为0.2mol×7g/mol=1.4g；答案为：CuO+2e-+2Li+=Li2O+Cu；1.4g。
【点睛】书写正极的电极反应式时，聚丙烯孔膜中Li+的迁移方向，是一个很好的暗示，表明Li+由负极进入正极，与O2-结合为Li2O。
19． 反应放热，且容器绝热，温度升高，反应速率加快 ad 0.6NA 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 阴
【分析】反应在c点达到平衡状态，结合温度和浓度对反应速率的影响和平衡的移动因素分析；原电池的负极发生氧化反应，结合碱性条件、守恒思想写出电极反应式，再根据离子交换膜的作用分析判断。
【详解】(1)①从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，所以点a-c段，速率变化的主要原因是反应放热，且容器绝热，温度升高，反应速率加快；
②a．因为该反应放热，且容器绝热，所以若容器内温度保持不变，可以说明反应达到了平衡状态，故a正确；
b．a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，所以反应物浓度：a点大于b点，故b错误；
c．因为c点之后的速率仍然在减小，所以没有达到平衡状态，故c错误；
d.随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，故d正确；
故答案为ad；
(2)①负极上NH3发生失电子的氧化反应，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，即有2molNH3被处理时，转移电子6mol，所以当有4.48LNH3(标准状况)即0.2molNH3参加反应时，转移电子0.6mol，转移电子数为0.6NA；
②A电极为负极，发生失电子的氧化反应，反应式为电解质溶液呈碱性，则负极电极方程式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；
③原电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，防止二氧化氮反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致原电池不能正常工作。
【点睛】考查化学反应速率和平衡图象，原电池原理的分析，注意把握离子移动方向和电极方程式的书写，注意该反应的特点及反应限制条件，一定要读懂，“绝热恒容密闭容器”这句话表达的含义。
20． 85% ； 氢气 ；
【分析】(1)在 25℃、101kPa时，8g CH4的物质的量为0.5mol，完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.0kJ，则甲烷的燃烧热为(445.0×2)kJ mol-1=890.0kJ mol-1；根据原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，并考虑电解质溶液参与电极反应来分析，并利用电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比来计算燃料电池的理论效率。
(2)①碳完全燃烧生成二氧化碳的反应，标注物质聚集状态和对应反应的焓变；
②相同条件下，相同体积的氢气与一氧化碳完全燃烧比较相同物质的量的气体燃烧反应放出的热量比较；
③先根据燃烧热写出热化学方程式，然后根据盖斯定律来解答。
【详解】(1)由燃料电池是原电池的一种，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，但在酸性介质中，正极不会生成大量氢离子，则电解质参与电极反应，甲醇燃料电池的负极反应式为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+，正极反应式为2O2+8H++8e-=4H2O，又该电池的理论效率为消耗1mol甲烷所能产生的最大电能与其燃烧热之比，则电池的理论效率为=×100%=85% ，故答案为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；85%；
(2)①碳完全燃烧生成二氧化碳的反应，标注物质聚集状态和对应反应的焓变，C完全燃烧的热化学方程式为：C(s)+O2(g)=CO2(g)△H= -393.5 kJ/mol，故答案为C(s)+O2(g)=CO2(g)△H= -393.5 kJ/mol；
②相同条件下，相同体积的氢气与一氧化碳完全燃烧比较相同物质的量的气体燃烧反应放出的热量，氢气燃烧热285.8kJ，一氧化碳燃烧热为283.0kJ，所以氢气放出热量多，故答案为氢气；
③由①C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H= -393.5 kJ/mol
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)；△H= -283.0 kJ/mol
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；△H= -285.8kJ/mol
④H2O(g)=H2O(l)；△H= -44.0kJ/mol，
根据盖斯定律，①-②-③+④得：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；△H= +131.3kJ/mol，故答案为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；△H=+131.3kJ/mol。
21．(1)CH3CH2OH
(2)液体分层，上层为橙色，下层为无色
(3)
(4) 5 (CH3)2CHCH(CH3)2 (CH3)3CCH2CH3
(5)CH4+10OH--8e-=+7H2O
【分析】由四种常见有机物的比例模型示意图可知，甲为甲烷，乙为乙烯，丙为苯，丁为乙醇。
【详解】（1）丁是乙醇，结构简式为CH3CH2OH。
（2）上述物质只有苯是无色带有特殊气味的有毒液体，且不溶于水、密度比水小。溴易溶在有机溶剂，则向其中加入溴水，振荡静置后，观察到的现象是液体分层，上层为橙色，下层为无色。
（3）乙烯含有碳碳双键，能发生加聚反应，则乙烯发生聚合反应生成高分子化合物的化学方程式为。
（4）当n=6时，该有机物为C6H14，有CH3CH2CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2、(CH3)3CCH2CH3，共5种同分异构体，其中碳链最短的同分异构体的结构简式是(CH3)2CHCH(CH3)2、(CH3)3CCH2CH3。
（5）碱性电解质溶液中甲烷失去电子生成碳酸根离子，则负极的电极反应式为CH4+10OH--8e-=+7H2O。
